JP3301884B2 - リレー光学系 - Google Patents
リレー光学系Info
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- JP3301884B2 JP3301884B2 JP09180995A JP9180995A JP3301884B2 JP 3301884 B2 JP3301884 B2 JP 3301884B2 JP 09180995 A JP09180995 A JP 09180995A JP 9180995 A JP9180995 A JP 9180995A JP 3301884 B2 JP3301884 B2 JP 3301884B2
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- lens
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/0095—Relay lenses or rod lenses
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリレー光学系に関し、特
に画像情報をほぼ等倍で伝達するためのリレー光学系に
関する。さらに詳細には、光書き込み型空間変調素子に
画像情報を入力するためのリレー光学系に関する。
に画像情報をほぼ等倍で伝達するためのリレー光学系に
関する。さらに詳細には、光書き込み型空間変調素子に
画像情報を入力するためのリレー光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ビデオプロジェクターとして、一
般的に使用されている方式としては、ＣＲＴ投影方式や
透過型液晶ライトバルブ方式等があり、高精細度タイプ
も実用化されている。しかしながら、上述の双方の方式
において高精細度タイプにした場合、投影画面の輝度と
精細度との両立が困難である。
般的に使用されている方式としては、ＣＲＴ投影方式や
透過型液晶ライトバルブ方式等があり、高精細度タイプ
も実用化されている。しかしながら、上述の双方の方式
において高精細度タイプにした場合、投影画面の輝度と
精細度との両立が困難である。
【０００３】一方、投影画面の輝度と精細度との両立を
実現する方式として、光書き込み型空間変調素子を使用
したビデオプロジェクターが実用化されている。この方
式では、ＣＲＴ等で形成された原画像を空間変調素子に
伝達することにより、液晶層に画像を書き込む。そし
て、画像が書き込まれた液晶層に光源より表示光を照射
し、反射光を投射レンズを介してスクリーン上に拡大投
影する。なお、原画像を空間変調素子に書き込む方法と
しては、光ファイバープレートを使用する方法や、リレ
ーレンズ（リレー光学系）を使用する方法がある。
実現する方式として、光書き込み型空間変調素子を使用
したビデオプロジェクターが実用化されている。この方
式では、ＣＲＴ等で形成された原画像を空間変調素子に
伝達することにより、液晶層に画像を書き込む。そし
て、画像が書き込まれた液晶層に光源より表示光を照射
し、反射光を投射レンズを介してスクリーン上に拡大投
影する。なお、原画像を空間変調素子に書き込む方法と
しては、光ファイバープレートを使用する方法や、リレ
ーレンズ（リレー光学系）を使用する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の光ファイバープ
レートを使用する方法では、画像伝達系を小型化するこ
とができるという利点がある。しかしながら、チキンワ
イヤ等の未解決の諸問題があり、さらにコストが高いと
いう不都合があった。
レートを使用する方法では、画像伝達系を小型化するこ
とができるという利点がある。しかしながら、チキンワ
イヤ等の未解決の諸問題があり、さらにコストが高いと
いう不都合があった。
【０００５】一方、リレーレンズを使用する方法では、
画像伝達系の小型化のために、リレーレンズの結像倍率
を等倍で用いることが望ましい。また、空間変調素子を
効率的に駆動するためには、リレーレンズは明るい光学
系である必要がある。しかしながら、結像倍率が等倍の
状態で、明るく、且つ結像性能の高いリレー光学系を実
現することは非常に困難であった。
画像伝達系の小型化のために、リレーレンズの結像倍率
を等倍で用いることが望ましい。また、空間変調素子を
効率的に駆動するためには、リレーレンズは明るい光学
系である必要がある。しかしながら、結像倍率が等倍の
状態で、明るく、且つ結像性能の高いリレー光学系を実
現することは非常に困難であった。
【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、明るく、比較的小型で、且つ高い結像性能を
有するリレー光学系を提供することを目的とする。
のであり、明るく、比較的小型で、且つ高い結像性能を
有するリレー光学系を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、物体側より像面側に向けて順
に、負屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を
有する第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力を有する第３レン
ズ群Ｇ３と、負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備
え、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との
間には開口絞りが設けられ、前記第１レンズ群Ｇ１およ
び前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３および
前記第４レンズ群Ｇ４とが前記開口絞りに関してそれぞ
れほぼ対称的に配置され、前記第１レンズ群Ｇ１の焦点
距離をｆ１とし、前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ
２とし、レンズ系全体の焦点距離をｆとし、前記第１レ
ンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面から前記第４レンズ
群Ｇ４の最も像面側のレンズ面までの軸上間隔をΣＤと
し、ほぼ等倍使用時における空気換算物像間距離をＯＷ
Ｄａとしたとき、 −０．３＜ｆ／ｆ１＜−０．１ ０．５＜ｆ／ｆ２＜１．１ ０．８５＜ΣＤ／ＯＷＤａ＜１ の条件を満足することを特徴とするリレー光学系 を提供
する。
に、本発明においては、物体側より像面側に向けて順
に、負屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を
有する第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力を有する第３レン
ズ群Ｇ３と、負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備
え、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との
間には開口絞りが設けられ、前記第１レンズ群Ｇ１およ
び前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３および
前記第４レンズ群Ｇ４とが前記開口絞りに関してそれぞ
れほぼ対称的に配置され、前記第１レンズ群Ｇ１の焦点
距離をｆ１とし、前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ
２とし、レンズ系全体の焦点距離をｆとし、前記第１レ
ンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面から前記第４レンズ
群Ｇ４の最も像面側のレンズ面までの軸上間隔をΣＤと
し、ほぼ等倍使用時における空気換算物像間距離をＯＷ
Ｄａとしたとき、 −０．３＜ｆ／ｆ１＜−０．１ ０．５＜ｆ／ｆ２＜１．１ ０．８５＜ΣＤ／ＯＷＤａ＜１ の条件を満足することを特徴とするリレー光学系 を提供
する。
【０００８】本発明の好ましい態様によれば、前記第２
レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正屈折力を有する前
群Ｇ2aと、負屈折力を有する後群Ｇ2bとを有し、前記第
２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、前記後群Ｇ2bの
焦点距離をｆ2bとしたとき、 −０．７５＜ｆ２／ｆ2b＜−０．４５ の条件を満足する。
レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正屈折力を有する前
群Ｇ2aと、負屈折力を有する後群Ｇ2bとを有し、前記第
２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、前記後群Ｇ2bの
焦点距離をｆ2bとしたとき、 −０．７５＜ｆ２／ｆ2b＜−０．４５ の条件を満足する。
【０００９】
【作用】上述の構成を有する本発明のリレー光学系にお
ける各レンズ群の構成上の特徴について、以下に説明す
る。物体側に最も近い第１レンズ群Ｇ１および像側に最
も近い第４レンズ群Ｇ４は、ともに比較的弱い負屈折力
を有する。そして、主に軸外収差、特にペッツバール和
（像面湾曲収差）を補正するフィールドフラットナーと
しての機能を有する。
ける各レンズ群の構成上の特徴について、以下に説明す
る。物体側に最も近い第１レンズ群Ｇ１および像側に最
も近い第４レンズ群Ｇ４は、ともに比較的弱い負屈折力
を有する。そして、主に軸外収差、特にペッツバール和
（像面湾曲収差）を補正するフィールドフラットナーと
しての機能を有する。
【００１０】次に、第２レンズ群Ｇ２および開口絞りに
関して第２レンズ群Ｇ２とほぼ対称的に配置された第３
レンズ群Ｇ３は、ともに正屈折力を有する。そして、リ
レー光学系全体の屈折力の大半を負担するとともに、軸
上収差を補正する機能を有する。このように、軸上収差
と軸外収差とを分離して補正することのできる構成にす
ることにより、高度な収差補正が可能となっている。
関して第２レンズ群Ｇ２とほぼ対称的に配置された第３
レンズ群Ｇ３は、ともに正屈折力を有する。そして、リ
レー光学系全体の屈折力の大半を負担するとともに、軸
上収差を補正する機能を有する。このように、軸上収差
と軸外収差とを分離して補正することのできる構成にす
ることにより、高度な収差補正が可能となっている。
【００１１】さらに、第３レンズ群Ｇ３および第４レン
ズ群Ｇ４が、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２
と開口絞りに関してそれぞれほぼ対称になるように構成
されている。換言すれば、リレー光学系全体が、開口絞
りに関してほぼ対称に構成されている。このため、リレ
ー光学系をほぼ等倍で使用する場合、コマ収差、歪曲収
差および倍率色収差は発生しない。
ズ群Ｇ４が、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２
と開口絞りに関してそれぞれほぼ対称になるように構成
されている。換言すれば、リレー光学系全体が、開口絞
りに関してほぼ対称に構成されている。このため、リレ
ー光学系をほぼ等倍で使用する場合、コマ収差、歪曲収
差および倍率色収差は発生しない。
【００１２】以下、本発明の各条件式について説明す
る。本発明のリレー光学系では、次の条件式（１）およ
び（２）を満足する。 −０．３＜ｆ／ｆ１＜−０．１ （１） ０．５＜ｆ／ｆ２＜１．１ （２） ここで、 ｆ ：リレー光学系全体の焦点距離 ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
る。本発明のリレー光学系では、次の条件式（１）およ
び（２）を満足する。 −０．３＜ｆ／ｆ１＜−０．１ （１） ０．５＜ｆ／ｆ２＜１．１ （２） ここで、 ｆ ：リレー光学系全体の焦点距離 ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
【００１３】条件式（１）は、リレー光学系全体の焦点
距離と第１レンズ群Ｇ１の焦点距離との比について適切
な範囲を規定しており、軸外収差、特にペッツバール和
（像面湾曲収差）の補正に関するものである。条件式
（１）の上限値を上回る場合、リレー光学系全体の屈折
力に対して第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなりすぎ
る。このため、ペッツバール和が正に増大し、像面湾曲
収差の補正が困難になってしまう。また、このパワー
（屈折力）配置でペッツバール和の補正を行うと、第２
レンズ群Ｇ２（ひいては第３レンズ群Ｇ３も）のペッツ
バール和の補正に関する負担が強くなる。このため、軸
上収差を補正する自由度が減り、球面収差の補正が困難
になってしまう。
距離と第１レンズ群Ｇ１の焦点距離との比について適切
な範囲を規定しており、軸外収差、特にペッツバール和
（像面湾曲収差）の補正に関するものである。条件式
（１）の上限値を上回る場合、リレー光学系全体の屈折
力に対して第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなりすぎ
る。このため、ペッツバール和が正に増大し、像面湾曲
収差の補正が困難になってしまう。また、このパワー
（屈折力）配置でペッツバール和の補正を行うと、第２
レンズ群Ｇ２（ひいては第３レンズ群Ｇ３も）のペッツ
バール和の補正に関する負担が強くなる。このため、軸
上収差を補正する自由度が減り、球面収差の補正が困難
になってしまう。
【００１４】逆に、条件式（１）の下限値を下回る場
合、リレー光学系全体の屈折力に対して第１レンズ群Ｇ
１の屈折力が強くなりすぎる。このため、ペッツバール
和が負に増大し、やはり像面湾曲収差の補正が困難にな
ってしまうので不都合である。
合、リレー光学系全体の屈折力に対して第１レンズ群Ｇ
１の屈折力が強くなりすぎる。このため、ペッツバール
和が負に増大し、やはり像面湾曲収差の補正が困難にな
ってしまうので不都合である。
【００１５】条件式（２）は、リレー光学系全体の焦点
距離と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離との比について適切
な範囲を規定しており、軸上収差の補正に関するもので
ある。条件式（２）の上限値を上回る場合、リレー光学
系全体の屈折力に対して第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強
くなりすぎるため、球面収差の補正が困難になってしま
う。
距離と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離との比について適切
な範囲を規定しており、軸上収差の補正に関するもので
ある。条件式（２）の上限値を上回る場合、リレー光学
系全体の屈折力に対して第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強
くなりすぎるため、球面収差の補正が困難になってしま
う。
【００１６】逆に、条件式（２）の下限値を下回る場
合、リレー光学系全体の屈折力に対して第２レンズ群Ｇ
２の屈折力が弱くなりすぎる。すなわち、相対的に第１
レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなりすぎるため、像面湾曲
の補正が困難になってしまうので不都合である。
合、リレー光学系全体の屈折力に対して第２レンズ群Ｇ
２の屈折力が弱くなりすぎる。すなわち、相対的に第１
レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなりすぎるため、像面湾曲
の補正が困難になってしまうので不都合である。
【００１７】また、本発明においては、第２レンズ群Ｇ
２は、物体側より順に、正屈折力を有する前群Ｇ2aと、
負屈折力を有する後群Ｇ2bとを有し、以下の条件式
（３）を満足することが望ましい。 −０．７５＜ｆ２／ｆ2b＜−０．４５ （３） ここで、 ｆ2b：第２レンズ群Ｇ２中の後群Ｇ2bの焦点距離
２は、物体側より順に、正屈折力を有する前群Ｇ2aと、
負屈折力を有する後群Ｇ2bとを有し、以下の条件式
（３）を満足することが望ましい。 −０．７５＜ｆ２／ｆ2b＜−０．４５ （３） ここで、 ｆ2b：第２レンズ群Ｇ２中の後群Ｇ2bの焦点距離
【００１８】条件式（３）は、正屈折力の前群Ｇ2aと負
屈折力の後群Ｇ2bとを有する第２レンズ群Ｇ２のパワー
配置を規定しており、特に第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
と後群Ｇ2bの焦点距離との比について適切な範囲を規定
している。条件式（３）の上限値を上回った場合、後群
Ｇ2bの屈折力が弱くなりすぎる。その結果、前群Ｇ2aと
比較して、後群Ｇ2bの軸上収差の補正能力が弱くなるた
め、球面収差の補正が困難となる。
屈折力の後群Ｇ2bとを有する第２レンズ群Ｇ２のパワー
配置を規定しており、特に第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
と後群Ｇ2bの焦点距離との比について適切な範囲を規定
している。条件式（３）の上限値を上回った場合、後群
Ｇ2bの屈折力が弱くなりすぎる。その結果、前群Ｇ2aと
比較して、後群Ｇ2bの軸上収差の補正能力が弱くなるた
め、球面収差の補正が困難となる。
【００１９】逆に、条件式（３）の下限値を下回った場
合、後群Ｇ2bの屈折力が強くなり、後群Ｇ2bの最も開口
絞りに近い面の曲率が小さくなりすぎる。その結果、コ
マ収差が発生し、その補正が困難となる。なお、前述し
たようにリレー光学系は開口絞りに関してほぼ対称に構
成されているので、第２レンズ群Ｇ２が正屈折力の前群
Ｇ2aと負屈折力の後群Ｇ2bとを有する場合、第３レンズ
群Ｇ３は、物体側より順に、負屈折力の前群Ｇ3bと、正
屈折力の後群Ｇ3aとを有する。そして、第３レンズ群Ｇ
３の焦点距離と前群Ｇ3bの焦点距離との比について、条
件式（３）に対応する条件式を満足することはいうまで
もない。
合、後群Ｇ2bの屈折力が強くなり、後群Ｇ2bの最も開口
絞りに近い面の曲率が小さくなりすぎる。その結果、コ
マ収差が発生し、その補正が困難となる。なお、前述し
たようにリレー光学系は開口絞りに関してほぼ対称に構
成されているので、第２レンズ群Ｇ２が正屈折力の前群
Ｇ2aと負屈折力の後群Ｇ2bとを有する場合、第３レンズ
群Ｇ３は、物体側より順に、負屈折力の前群Ｇ3bと、正
屈折力の後群Ｇ3aとを有する。そして、第３レンズ群Ｇ
３の焦点距離と前群Ｇ3bの焦点距離との比について、条
件式（３）に対応する条件式を満足することはいうまで
もない。
【００２０】更に、本発明においては、より良好な光学
性能を得るため、以下の条件式（４）を満足することが
望ましい。 ０．８５＜ΣＤ／ＯＷＤａ＜１ （４） ここで、 ΣＤ：第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面から第
４レンズ群Ｇ４の最も像側のレンズ面までの軸上間隔
（レンズ長） ＯＷＤａ：ほぼ等倍使用時における空気換算物像間距離
性能を得るため、以下の条件式（４）を満足することが
望ましい。 ０．８５＜ΣＤ／ＯＷＤａ＜１ （４） ここで、 ΣＤ：第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面から第
４レンズ群Ｇ４の最も像側のレンズ面までの軸上間隔
（レンズ長） ＯＷＤａ：ほぼ等倍使用時における空気換算物像間距離
【００２１】条件式（４）は、等倍使用時の物像間距離
とレンズ長との関係を規定するものであり、特に第１レ
ンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４の適切な光学的配置
を規定し、良好な光学性能を得るための条件である。条
件式（４）の上限値を上回った場合、レンズ長が空気換
算物像間距離よりも大きくなってしまい、光学系を構成
することが不可能となる。一方、条件式（４）の下限値
を下回った場合、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群
Ｇ４を通過する軸外光束の高さが低くなり、第１レンズ
群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４を通過する軸上光束は太
くなる。このため、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ
群Ｇ４において、軸外収差のみの補正を行うことが困難
となり、好ましくない。
とレンズ長との関係を規定するものであり、特に第１レ
ンズ群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４の適切な光学的配置
を規定し、良好な光学性能を得るための条件である。条
件式（４）の上限値を上回った場合、レンズ長が空気換
算物像間距離よりも大きくなってしまい、光学系を構成
することが不可能となる。一方、条件式（４）の下限値
を下回った場合、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ群
Ｇ４を通過する軸外光束の高さが低くなり、第１レンズ
群Ｇ１および第４レンズ群Ｇ４を通過する軸上光束は太
くなる。このため、第１レンズ群Ｇ１および第４レンズ
群Ｇ４において、軸外収差のみの補正を行うことが困難
となり、好ましくない。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。本発明の各実施例にかかるリレー光学系
は、物体側より順に、比較的弱い負屈折力を有する第１
レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２
と、正屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、比較的弱い
負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備え、前記第２
レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞
りが設けられ、前記第１レンズ群Ｇ１および前記第２レ
ンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３および前記第４レン
ズ群Ｇ４とが前記開口絞りに関してそれぞれほぼ対称的
に配置されている。
いて説明する。本発明の各実施例にかかるリレー光学系
は、物体側より順に、比較的弱い負屈折力を有する第１
レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２
と、正屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、比較的弱い
負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備え、前記第２
レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞
りが設けられ、前記第１レンズ群Ｇ１および前記第２レ
ンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３および前記第４レン
ズ群Ｇ４とが前記開口絞りに関してそれぞれほぼ対称的
に配置されている。
【００２３】〔実施例１〕図１は、本発明の第１実施例
にかかるリレー光学系のレンズ構成を示す図である。図
１のリレー光学系は、物体側から順に、両凹レンズ、お
よび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる
第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けた正メニスカ
スレンズ、および両凸レンズからなる第２レンズ群Ｇ２
の前群Ｇ2aと、両凸レンズと両凹レンズとの接合負レン
ズからなる第２レンズ群Ｇ２の後群Ｇ2bと、両凹レンズ
と両凸レンズとの接合負レンズからなる第３レンズ群Ｇ
３の前群Ｇ3bと、両凸レンズ、および物体側に凸面を向
けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３の後
群Ｇ3aと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、
および両凹レンズからなる第４レンズ群Ｇ４とから構成
されている。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ
３との間には開口絞りＳが配置され、図示のリレー光学
系はこの開口絞りＳに関して対称に構成されている。
にかかるリレー光学系のレンズ構成を示す図である。図
１のリレー光学系は、物体側から順に、両凹レンズ、お
よび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる
第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けた正メニスカ
スレンズ、および両凸レンズからなる第２レンズ群Ｇ２
の前群Ｇ2aと、両凸レンズと両凹レンズとの接合負レン
ズからなる第２レンズ群Ｇ２の後群Ｇ2bと、両凹レンズ
と両凸レンズとの接合負レンズからなる第３レンズ群Ｇ
３の前群Ｇ3bと、両凸レンズ、および物体側に凸面を向
けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３の後
群Ｇ3aと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、
および両凹レンズからなる第４レンズ群Ｇ４とから構成
されている。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ
３との間には開口絞りＳが配置され、図示のリレー光学
系はこの開口絞りＳに関して対称に構成されている。
【００２４】次の表（１）に、本発明の実施例１の諸元
の値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離、βは
撮影倍率、ＮＡは開口数、ＯＷＤは物像間距離、Ｄ０は
物体から第１面までの距離をそれぞれ表す。さらに、面
番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ
面の順序を、屈折率は７１０ｎｍの波長光に対する値を
示している。なお、第１レンズＧ１の物体側および第４
レンズの像側には平行平面板が配置されており、これら
の平行平面板を含めて収差補正されているため、これら
の平行平面板の諸元の値も併せて示す。
の値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離、βは
撮影倍率、ＮＡは開口数、ＯＷＤは物像間距離、Ｄ０は
物体から第１面までの距離をそれぞれ表す。さらに、面
番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ
面の順序を、屈折率は７１０ｎｍの波長光に対する値を
示している。なお、第１レンズＧ１の物体側および第４
レンズの像側には平行平面板が配置されており、これら
の平行平面板を含めて収差補正されているため、これら
の平行平面板の諸元の値も併せて示す。
【００２５】
【表１】 ｆ＝ ５１．７２ β＝−１× ＮＡ＝ ０．３２ ＯＷＤ＝３２０．０２ Ｄ０＝ １．０１ （条件対応値） ｆ１＝−２６０．１９ ｆ２＝ ６９．５９ ｆ2b＝−１１１．５１ ΣＤ＝ ２８６．００ ＯＷＤａ＝ ３１１．４０ （１） ｆ／ｆ１ ＝−０．１９８８ （２） ｆ／ｆ２ ＝ ０．７４３２ （３）ｆ２／ｆ2b ＝−０．６２４１ （４）ΣＤ／ＯＷＤａ＝ ０．９１８４
【００２６】図２は、実施例１の撮影倍率が等倍（−
１．０倍）の状態における諸収差図である。各収差図に
おいて、ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ｘは７１０ｎｍ
の波長光に対する収差を、Ｙは６８０ｎｍの波長光に対
する収差を、Ｚは７４０ｎｍの波長光に対する収差をそ
れぞれ示している。また、非点収差を示す収差図におい
て実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像
面を示している。さらに、球面収差を示す収差図におい
て破線はサインコンディション（正弦条件）を示してい
る。各収差図から明らかなように、本実施例では、諸収
差が良好に補正され、優れた結像性能を有していること
がわかる。
１．０倍）の状態における諸収差図である。各収差図に
おいて、ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ｘは７１０ｎｍ
の波長光に対する収差を、Ｙは６８０ｎｍの波長光に対
する収差を、Ｚは７４０ｎｍの波長光に対する収差をそ
れぞれ示している。また、非点収差を示す収差図におい
て実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像
面を示している。さらに、球面収差を示す収差図におい
て破線はサインコンディション（正弦条件）を示してい
る。各収差図から明らかなように、本実施例では、諸収
差が良好に補正され、優れた結像性能を有していること
がわかる。
【００２７】〔実施例２〕図３は、本発明の第２実施例
にかかるリレー光学系のレンズ構成を示す図である。図
３のリレー光学系は、物体側から順に、両凹レンズ、お
よび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる
第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けた正メニスカ
スレンズ、および両凸レンズからなる第２レンズ群Ｇ２
の前群Ｇ2aと、両凸レンズと両凹レンズとの接合負レン
ズからなる第２レンズ群Ｇ２の後群Ｇ2bと、両凹レンズ
と両凸レンズとの接合負レンズからなる第３レンズ群Ｇ
３の前群Ｇ3bと、両凸レンズ、および物体側に凸面を向
けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３の後
群Ｇ3aと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、
および両凹レンズからなる第４レンズ群Ｇ４とから構成
されている。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ
３との間には開口絞りＳが配置され、図示のリレー光学
系はこの開口絞りＳに関して対称に構成されている。
にかかるリレー光学系のレンズ構成を示す図である。図
３のリレー光学系は、物体側から順に、両凹レンズ、お
よび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる
第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けた正メニスカ
スレンズ、および両凸レンズからなる第２レンズ群Ｇ２
の前群Ｇ2aと、両凸レンズと両凹レンズとの接合負レン
ズからなる第２レンズ群Ｇ２の後群Ｇ2bと、両凹レンズ
と両凸レンズとの接合負レンズからなる第３レンズ群Ｇ
３の前群Ｇ3bと、両凸レンズ、および物体側に凸面を向
けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３の後
群Ｇ3aと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、
および両凹レンズからなる第４レンズ群Ｇ４とから構成
されている。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ
３との間には開口絞りＳが配置され、図示のリレー光学
系はこの開口絞りＳに関して対称に構成されている。
【００２８】次の表（２）に、本発明の実施例２の諸元
の値を掲げる。表（２）において、ｆは焦点距離、βは
撮影倍率、ＮＡは開口数、ＯＷＤは物像間距離、Ｄ０は
物体から第１面までの距離をそれぞれ表す。さらに、面
番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ
面の順序を、屈折率は７１０ｎｍの波長光に対する値を
示している。なお、第１レンズ群Ｇ１の物体側および第
４レンズの像側には平行平面板が配置されており、これ
らの平行平面板を含めて収差補正されているため、これ
らの平行平面板の諸元の値も併せて示す。
の値を掲げる。表（２）において、ｆは焦点距離、βは
撮影倍率、ＮＡは開口数、ＯＷＤは物像間距離、Ｄ０は
物体から第１面までの距離をそれぞれ表す。さらに、面
番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ
面の順序を、屈折率は７１０ｎｍの波長光に対する値を
示している。なお、第１レンズ群Ｇ１の物体側および第
４レンズの像側には平行平面板が配置されており、これ
らの平行平面板を含めて収差補正されているため、これ
らの平行平面板の諸元の値も併せて示す。
【００２９】
【表２】 ｆ＝ ５９．０３ β＝−１× ＮＡ＝ ０．３２ ＯＷＤ＝３１９．９８ Ｄ０＝ ０．９９ （条件対応値） ｆ１＝−２７３．２１ ｆ２＝ ６４．４２ ｆ2b＝−１０１．９０ ΣＤ＝ ２８８．６０ ＯＷＤａ＝ ３１１．３８ （１） ｆ／ｆ１ ＝−０．２１６１ （２） ｆ／ｆ２ ＝ ０．９１６４ （３）ｆ２／ｆ2b ＝−０．６３２２ （４）ΣＤ／ＯＷＤａ＝ ０．９２６８
【００３０】図４は、実施例２の撮影倍率が等倍（−
１．０倍）の状態における諸収差図である。各収差図に
おいて、ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ｘは７１０ｎｍ
の波長光に対する収差を、Ｙは６８０ｎｍの波長光に対
する収差を、Ｚは７４０ｎｍの波長光に対する収差をそ
れぞれ示している。また、非点収差を示す収差図におい
て実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像
面を示している。さらに、球面収差を示す収差図におい
て破線はサインコンディション（正弦条件）を示してい
る。各収差図から明らかなように、本実施例では、諸収
差が良好に補正され、優れた結像性能を有していること
がわかる。
１．０倍）の状態における諸収差図である。各収差図に
おいて、ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ｘは７１０ｎｍ
の波長光に対する収差を、Ｙは６８０ｎｍの波長光に対
する収差を、Ｚは７４０ｎｍの波長光に対する収差をそ
れぞれ示している。また、非点収差を示す収差図におい
て実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像
面を示している。さらに、球面収差を示す収差図におい
て破線はサインコンディション（正弦条件）を示してい
る。各収差図から明らかなように、本実施例では、諸収
差が良好に補正され、優れた結像性能を有していること
がわかる。
【００３１】〔実施例３〕図５は、本発明の第３実施例
にかかるリレー光学系にレンズ構成を示す図である。図
５のリレー光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を
向けた負メニスカスレンズ、および物体側に凹面を向け
た正メニスカスレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物
体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、および両凸レ
ンズからなる第２レンズ群Ｇ２の前群Ｇ2aと、物体側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ、および物体側に凸面
を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズ群Ｇ２
の後群Ｇ2bと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレン
ズ、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズか
らなる第３レンズ群Ｇ３の前群Ｇ3bと、両凸レンズ、お
よび物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる
第３レンズ群Ｇ３の後群Ｇ3aと、物体側に凸面を向けた
正メニスカスレンズ、および物体側に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズからなる第４レンズ群Ｇ４とから構成さ
れている。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３
との間には開口絞りＳが配置され、図示のリレー光学系
はこの開口絞りＳに関して対称に構成されている。
にかかるリレー光学系にレンズ構成を示す図である。図
５のリレー光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を
向けた負メニスカスレンズ、および物体側に凹面を向け
た正メニスカスレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物
体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、および両凸レ
ンズからなる第２レンズ群Ｇ２の前群Ｇ2aと、物体側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ、および物体側に凸面
を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズ群Ｇ２
の後群Ｇ2bと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレン
ズ、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズか
らなる第３レンズ群Ｇ３の前群Ｇ3bと、両凸レンズ、お
よび物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる
第３レンズ群Ｇ３の後群Ｇ3aと、物体側に凸面を向けた
正メニスカスレンズ、および物体側に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズからなる第４レンズ群Ｇ４とから構成さ
れている。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３
との間には開口絞りＳが配置され、図示のリレー光学系
はこの開口絞りＳに関して対称に構成されている。
【００３２】次の表（３）に、本発明の実施例３の諸元
の値を掲げる。表（３）において、ｆは焦点距離、βは
撮影倍率、ＮＡは開口数、ＯＷＤは物像間距離、Ｄ０は
物体から第１面までの距離をそれぞれ表す。さらに、面
番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ
面の順序を、屈折率は７１０ｎｍの波長光に対する値を
示している。なお、第１レンズ群Ｇ１の物体側および第
４レンズの像側には平行平面板が配置されており、これ
らの平行平面板を含めて収差補正されているため、これ
らの平行平面板の諸元の値も併せて示す。
の値を掲げる。表（３）において、ｆは焦点距離、βは
撮影倍率、ＮＡは開口数、ＯＷＤは物像間距離、Ｄ０は
物体から第１面までの距離をそれぞれ表す。さらに、面
番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ
面の順序を、屈折率は７１０ｎｍの波長光に対する値を
示している。なお、第１レンズ群Ｇ１の物体側および第
４レンズの像側には平行平面板が配置されており、これ
らの平行平面板を含めて収差補正されているため、これ
らの平行平面板の諸元の値も併せて示す。
【００３３】
【表３】 ｆ＝ ４６．８６ β＝−１× ＮＡ＝ ０．３２ ＯＷＤ＝３２０．０４ Ｄ０＝ １．０２ （条件対応値） ｆ１＝−１８６．５８ ｆ２＝ ７０．８４ ｆ2b＝−１３０．１４ ΣＤ＝ ２８８．６０ ＯＷＤａ＝ ３１１．４３ （１） ｆ／ｆ１ ＝−０．２５１２ （２） ｆ／ｆ２ ＝ ０．６６１５ （３）ｆ２／ｆ2b ＝−０．５４４４ （４）ΣＤ／ＯＷＤａ＝ ０．９２６７
【００３４】図６は、実施例３の撮影倍率が等倍（−
１．０倍）の状態における諸収差図である。各収差図に
おいて、ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ｘは７１０ｎｍ
の波長光に対する収差を、Ｙは６８０ｎｍの波長光に対
する収差を、Ｚは７４０ｎｍの波長光に対する収差をそ
れぞれ示している。また、非点収差を示す収差図におい
て実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像
面を示している。さらに、球面収差を示す収差図におい
て破線はサインコンディション（正弦条件）を示してい
る。各収差図から明らかなように、本実施例では、諸収
差が良好に補正され、優れた結像性能を有していること
がわかる。
１．０倍）の状態における諸収差図である。各収差図に
おいて、ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ｘは７１０ｎｍ
の波長光に対する収差を、Ｙは６８０ｎｍの波長光に対
する収差を、Ｚは７４０ｎｍの波長光に対する収差をそ
れぞれ示している。また、非点収差を示す収差図におい
て実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像
面を示している。さらに、球面収差を示す収差図におい
て破線はサインコンディション（正弦条件）を示してい
る。各収差図から明らかなように、本実施例では、諸収
差が良好に補正され、優れた結像性能を有していること
がわかる。
【００３５】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、明る
く、比較的小型で、且つ高い結像性能を有するリレー光
学系を実現することができる。
く、比較的小型で、且つ高い結像性能を有するリレー光
学系を実現することができる。
【図１】本発明の第１実施例にかかるリレー光学系のレ
ンズ構成を示す図である。
ンズ構成を示す図である。
【図２】実施例１の撮影倍率が等倍（−１．０倍）の状
態における諸収差図である。
態における諸収差図である。
【図３】本発明の第２実施例にかかるリレー光学系のレ
ンズ構成を示す図である。
ンズ構成を示す図である。
【図４】実施例２の撮影倍率が等倍（−１．０倍）の状
態における諸収差図である。
態における諸収差図である。
【図５】本発明の第３実施例にかかるリレー光学系のレ
ンズ構成を示す図である。
ンズ構成を示す図である。
【図６】実施例３の撮影倍率が等倍（−１．０倍）の状
態における諸収差図である。
態における諸収差図である。
Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｇ４ 第４レンズ群 Ｓ 開口絞り
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−12902（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−505043（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04
Claims (2)
- 【請求項１】 物体側より像面側に向けて順に、負屈折
力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力を有する第２
レンズ群Ｇ２と、正屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３
と、負屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備え、 前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との間に
は開口絞りが設けられ、前記第１レンズ群Ｇ１および前
記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３および前記
第４レンズ群Ｇ４とが前記開口絞りに関してそれぞれほ
ぼ対称的に配置され、 前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、前記第２
レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、レンズ系全体の焦
点距離をｆとし、前記第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の
レンズ面から前記第４レンズ群Ｇ４の最も像面側のレン
ズ面までの軸上間隔をΣＤとし、ほぼ等倍使用時におけ
る空気換算物像間距離をＯＷＤａとしたとき、 −０．３＜ｆ／ｆ１＜−０．１ ０．５＜ｆ／ｆ２＜１．１ ０．８５＜ΣＤ／ＯＷＤａ＜１ の条件を満足することを特徴とするリレー光学系 。 - 【請求項２】 前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順
に、正屈折力を有する前群Ｇ2aと、負屈折力を有する後
群Ｇ2bとを有し、 前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、前記後群
Ｇ2bの焦点距離をｆ2bとしたとき、 −０．７５＜ｆ２／ｆ2b＜−０．４５ の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のリ
レー光学系。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09180995A JP3301884B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | リレー光学系 |
| US08/622,042 US5886835A (en) | 1995-03-24 | 1996-03-21 | Relay optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09180995A JP3301884B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | リレー光学系 |
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|---|---|
| JPH08262321A JPH08262321A (ja) | 1996-10-11 |
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Family
ID=14036963
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09180995A Expired - Fee Related JP3301884B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | リレー光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| US6758565B1 (en) * | 2003-03-20 | 2004-07-06 | Eastman Kodak Company | Projection apparatus using telecentric optics |
| DE102004008997B4 (de) * | 2004-02-22 | 2005-12-22 | Leica Camera Ag | Fotografisches Objektiv vom modifizierten Doppelgaußtyp |
| CN100559225C (zh) * | 2007-12-28 | 2009-11-11 | 上海微电子装备有限公司 | 全折射投影光学系统 |
| CN100526931C (zh) * | 2007-12-28 | 2009-08-12 | 上海微电子装备有限公司 | 一种全折射非球面投影光学系统 |
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| CN101290389B (zh) * | 2008-05-20 | 2010-06-23 | 上海微电子装备有限公司 | 一种全折射式投影光学系统 |
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| JP6330286B2 (ja) * | 2013-10-22 | 2018-05-30 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
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| CN104536118B (zh) * | 2014-11-28 | 2017-03-15 | 青岛市光电工程技术研究院 | 一种近红外谱段中继成像镜组 |
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-
1996
- 1996-03-21 US US08/622,042 patent/US5886835A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH08262321A (ja) | 1996-10-11 |
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